ENERGIA DE ACTIVAÇÃO DE UMA
REACÇÃO QUÍMICA
Ana Tenreiro, Hugo Pereira, Pedro Santos, Sara Monteiro
Laboratórios de Química-Física
Departamento de Engenharia Química
Edição 2001/2002
INTRODUÇÃO
PARTE EXPERIMENTAL
A energia de activação é a quantidade de energia necessária para iniciar uma
Num banho termostático, foram colocadas as seguintes soluções em recipientes
fechados: persulfato de potássio (0,02M), tiossulfato de sódio (0,0101M) e algumas
gotas de cozimento de amido; Iodeto de potássio (0,5M). Deixou-se que as
soluções atingissem o equilíbrio térmico. De seguida, misturaram-se as soluções,
determinando-se o tempo necessário até ao aparecimento de uma cor azul.
reacção. A reacção considerada foi:
(1)
que ocorre em simultâneo com
(2)
Tal determinação baseia-se no estudo da velocidade da reacção com a temperatura,
traduzida pela equação de Arrhenius:
E

a 
k  A exp 

 RT 
(3)
onde A é o factor pré-exponencial, R é a constante dos gases ideais e Ea é a energia de
activação.
Relacionando a equação (3) com uma equação de velocidade de reacção de primeira
ordem, chegou-se a:
1  1 
Ea
B

ln
ln t n  ln B 
 (5)
(4); onde
A 1 n 
RT
Determinou-se também a taxa de diminuição da concentração do ião persulfato, o
que corresponde à n-ésima vida do composto. Esta é traduzida por:

S O 
n  1
S O 
2
2
8
final
(6)
2
2
8
inicial
DISCUSSÃO
RESULTADOS
Energia de activação:
Grupo II.7 : 50,5 ± 1,5 kJ/mol
Representação gráfica do ln(t) em função de 1/T
6.0
5.5
y = 5,3898x - 13,342
Relacionando a equação (4) com as equações das rectas,
verifica-se que o declive corresponde à Ea/R.
y = 6,0763x - 15,609
2
R = 0,9929
R2 = 0,9963
Grupo II.1 : Ea = 5,3898 X 8,3141 = 44,811 kJ/mol
Grupo II.7 : Ea = 6,0763 X 8,3141 = 50,519 kJ/mol
ln(t) (s)
5.0
4.5
Grupo II.1
4.0
 44,8  103 

k  8,3  10 exp 
RT


 50,5  103 
5

k  8,0  10 exp 
RT


4
Grupo II.7
Linear (Grupo II.7)
Linear (Grupo II.1)
3.5
3.0
3.10
Grupo II.1 : 44,8 ± 1,9 kJ/mol
Equação de Arrhenius com
valores
obtidos
neste
projecto
Através do cálculo da média de valores de energia de
activação obtidos por outros grupos (49.25 kJ/mol), obteve-se
um desvio para cada grupo : grupo II.1 – 11 % e grupo II.7 –
2%. A discrepância entre os dois valores, deve-se
essencialmente a um erro na determinação dos tempos por
parte do grupo II.1, ou seja, o final da reacção foi antecipado.
É necessário considerar também o erro associado ao tempo de
reacção entre a mistura das soluções e o início da contagem do
tempo e uma má calibração da temperatura do banho.
Com a equação (6), calculou-se a n-ésima vida:
3.15
3.20
3.25
3.30
1/T x 10-3 (K-1)
3.35
3.40
3.45
n  0,125
REFERÊNCIAS
CONCLUSÕES
A partir da lei de Arrhenius, destaca-se que quanto maior a temperatura de reacção, maior é a velocidade
desta e menor é a energia de activação.
A n-ésima vida é a taxa de diminuição do ião persulfato que permite obter o tempo no qual se dá a reacção
quase total.
O factor pré-exponencial é característico de cada reacção e depende do número de colisões por unidade de
tempo.
[1] P.W.Atkins, Physical Chemistry, 6ª edição, Oxford university
Press, Oxford (1998), Cap. 25
[2] http://learn.chem.vt.edu/tutorials/kinetics/arrhenius.html